(57)【要約】【課題】高温環境下における配線層内でのボイドの発生を抑制して配線層の導通不良を抑制し、半導体装置の信頼性を向上しうる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】層間絶縁膜３４に、配線溝３８を形成する工程と、配線溝３８内に、Ｃｕを主材料とする配線層４４を形成する工程と、配線溝３８内に埋め込まれた配線層４４の表面に、アンモニア及び水素が溶解された純水を含ませた布２を摩擦させる布摩擦処理を行う工程とを有する。【選択図】  図７
2007258195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜に、開口部を形成する工程と、
前記開口部内に、Ｃｕを主材料とする配線層を形成する工程と、
前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記絶縁膜及び前記配線層上に、Ｃｕの拡散を防止する拡散防止膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線層を形成する工程の後、前記布摩擦処理を行う工程の前、又は前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に対して、窒素ガスと水とを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う工程を更に有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記絶縁膜の表面及び前記配線層の表面に対して水素プラズマを照射する工程を更に有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線層を形成する工程では、前記開口部が形成された前記絶縁膜上に導電体膜を形成し、前記導電体膜を研磨することにより、前記絶縁膜を露出するとともに前記開口部内に前記導電体膜を埋め込み、前記導電体膜よりなる前記配線層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
絶縁膜に、コイルパターンを有する開口部を形成する工程と、
前記開口部内に、Ｃｕを主材料とし、コイルを構成する配線層を形成する工程と、
前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程と
を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記絶縁膜及び前記配線層上に、Ｃｕの拡散を防止する拡散防止膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記配線層を形成する工程の後、前記布摩擦処理を行う工程の前、又は前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に対して、窒素ガスと水とを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う工程を更に有する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記絶縁膜の表面及び前記配線層の表面に対して水素プラズマを照射する工程を更に有する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記配線層を形成する工程では、前記開口部が形成された前記絶縁膜上に導電体膜を形成し、前記導電体膜を研磨することにより、前記絶縁膜を露出するとともに前記開口部内に前記導電体膜を埋め込み、前記導電体膜よりなる前記配線層を形成する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線層の主材料に銅を用いた配線構造を有する半導体装置の製造方法、及び配線層の主材料に銅を用いた配線構造を有する磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の大規模集積化に伴い、配線の設計ルールも世代とともに縮小化されている。従来、配線層は、配線材料を堆積した後、リソグラフィー及びドライエッチングを用いてパターニングすることにより、形成されていたが、世代が進むにつれ、技術的な限界が生じ始めている。このため、従来の配線形成プロセスに変わる新たな形成プロセスとして、層間絶縁膜に溝パターンやホールパターンを形成した後、この溝やホールに配線材料を埋め込む、いわゆるダマシンプロセスと呼ばれる手法が利用されつつある。また、配線形成プロセスの移行に伴い、配線材料には、従来から配線材料として用いられていたアルミニウムよりも比抵抗が低くエレクトロマイグレーション耐性に優れた銅（Ｃｕ）が用いられるようになってきている。
【０００３】
このような配線形成プロセスを用いてトランジスタ等の半導体素子を高集積化した多層配線構造を有する半導体装置の開発が急速に進められている。これにあわせて、配線層におけるエレクトロマイグレーションを抑制すること等により半導体装置の信頼性を向上することを目的とする手法がこれまでに数多く報告されている（例えば、特許文献１乃至３を参照）。
【特許文献１】特開２０００−３２３４７６号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６３９１号公報
【特許文献３】特開２００３−１４２５８０号公報
【特許文献４】特開２００５−１８３８１４号公報
【特許文献５】特許第３００３６８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の動作時には、装置自身が発熱して温度が上昇する。従来から、このような動作時の温度上昇や配線形成後のプロセス等により、多層配線構造が高温環境下にさらされると、配線層のＣｕ原子や配線層内に形成されている空孔が移動して配線層内に巨大なボイドが発生し、このボイドにより配線層の導通不良が発生することが知られている。
【０００５】
配線層の幅が１μｍ以上の世代においては、配線層内に生じるボイドのサイズに対して配線層の幅が充分に大きくなっている。このため、ボイドによる導通不良が半導体装置の動作特性や信頼性に与える影響は大きくなかった。
【０００６】
しかしながら、配線層の幅が０．５μｍ以下の世代となると、配線層内に生じたボイドによる配線抵抗の上昇が半導体装置の動作特性や信頼性に与える影響が無視できないものとなってくる。特に、今後０．２μｍ以下の幅を有する配線層のような微細な配線層を形成する場合、ボイドによる導通不良の発生を抑制することが不可欠となる。
【０００７】
上記特許文献１乃至３においては、半導体装置の信頼性の向上を目的とする手法が開示されている。しかしながら、これらは、配線層におけるエレクトロマイグレーションに対する耐性を向上することにより信頼性の向上を図ったものである。これまで、熱によって生じるボイドに起因する配線層の導通不良に関する対策は充分になされていなかった。
【０００８】
本願出願人は、かかる対策として、窒素ガスと水とを同時に配線層の表面に吹き付けることにより、熱によるボイドの発生を抑制して半導体装置の信頼性を向上する方法を提案している（特許文献４を参照）。
【０００９】
また、ハードディスク等の磁気記録装置の磁気ヘッドにおいても、書き込み磁場を発生させるためのコイルを構成する配線層の微細化が進行している。その最小配線幅は、１μｍを切ってきている。したがって、上記の半導体装置の場合と同様に、磁気ヘッドにおける配線層においても、熱によって生じるボイドに起因する導通不良に関する対策を行う必要がある。
【００１０】
本発明の目的は、高温環境下における配線層内でのボイドの発生を抑制して配線層の導通不良を抑制し、半導体装置の信頼性を向上しうる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、高温環境下における配線層内でのボイドの発生を抑制して配線層の導通不良を抑制し、磁気ヘッドの信頼性を向上しうる磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によれば、絶縁膜に、開口部を形成する工程と、前記開口部内に、Ｃｕを主材料とする配線層を形成する工程と、前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の他の観点によれば、絶縁膜に、コイルパターンを有する開口部を形成する工程と、前記開口部内に、Ｃｕを主材料とし、コイルを構成する配線層を形成する工程と、前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程とを有する磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体装置の製造方法において、絶縁膜に、開口部を形成する工程と、前記開口部内に、Ｃｕを主材料とする配線層を形成する工程と、前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程とを有するので、高温環境下における配線層のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層の導通不良の発生率を低減することができる。これにより、ストレスマイグレーション耐性に優れた信頼性の高い配線構造を有する半導体装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、磁気ヘッドの製造方法において、絶縁膜に、コイルパターンを有する開口部を形成する工程と、前記開口部内に、Ｃｕを主材料とし、コイルを構成する配線層を形成する工程と、前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程とを有するので、高温環境下における配線層のＣｕ原子の移動が抑制され、コイルを構成する配線層の導通不良の発生率を低減することができる。これにより、信頼性の高い配線構造を有する磁気ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［本発明の原理］
まず、本発明の原理について図１乃至図４を用いて説明する。図１は本発明による布摩擦処理を説明する概略断面図、図２は本発明による布摩擦処理を適用した場合における配線層のＣｕ表面の酸化状態の変化を示すＸＰＳスペクトル、図３は配線層上に拡散防止膜を形成した後の表面を二次イオン質量分析法によって分析した結果を示すグラフ、図４は配線層上に形成された拡散防止膜の表面粗さを測定した結果を示すグラフである。
【００１７】
本発明による半導体装置の製造方法は、絶縁膜に、開口部を形成する工程と、開口部内に、Ｃｕを主材料とする配線層を形成する工程と、開口部内に埋め込まれた配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程とを有することに主たる特徴がある。
【００１８】
同様に、本発明による磁気ヘッドの製造方法は、絶縁膜に、コイルパターンを有する開口部を形成する工程と、開口部内に、Ｃｕを主材料とし、コイルを構成する配線層を形成する工程と、開口部内に埋め込まれた配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程とを有することに主たる特徴がある。
【００１９】
ダマシンプロセスにおいてＣＭＰ法による平坦化を行った後に露出したＣｕを主材料とする配線層の表面は、純Ｃｕに近いものの、若干の酸化層が最表面に露出した状態となっている。従来、ＣＭＰ法による平坦化の後、直ちに配線材料であるＣｕの拡散を防止するＳｉＣ膜等よりなる拡散防止膜が形成されていた。このような従来の工程により形成された多層配線が高温環境下にさらされると、配線材料であるＣｕ原子や配線層中の空孔が移動し、配線層内にボイドが発生していた。このようなボイドは、配線層の導通不良の原因のひとつとなるものである。
【００２０】
本願出願人は、かかるボイドに起因する導通不良の発生を抑制する手法として、層間絶縁膜の配線溝内に配線層を埋め込んでＣＭＰ法による平坦化を行った後、配線材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜を形成する前に、配線層の表面に対して、窒素ガスと水とを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う工程を含む半導体装置の製造方法を提案している（特許文献４を参照）。特許文献４に開示された窒素二流体処理においては、純水、純水に炭酸を溶存させた炭酸水等が、窒素ガスと同時に配線層の表面に対して吹き付けられている。
【００２１】
また、本願発明者等は、窒素二流体処理を行う工程において、窒素ガスと同時に吹き付ける水として、アンモニア及び水素を溶解させた純水を用いることにより、配線層の導通不良の発生率を大幅に低減することができることを見出している。なお、本願明細書においては、アンモニア及び水素を溶解させた純水のことを適宜「アンモニア添加水素水」と称する。
【００２２】
さらに、本願発明者等は、層間絶縁膜の配線溝内に配線層を埋め込んでＣＭＰ法による平坦化を行った後、配線材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜を形成する前に、配線層の表面にアンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行うことにより、多層配線が高温環境下にさらされた場合であっても、配線層の導通不良の発生率が極めて低くなることを発見した。加えて、本願発明者等は、アンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を用いた場合の導通不良の発生率は、窒素二流体処理を用いた場合と比較して更に低くなることを見出した。
【００２３】
本発明による布摩擦処理について図１を用いて説明する。
【００２４】
本発明による布摩擦処理、すなわち布研磨処理には、一般的な研磨装置を用いることができる。例えば、化学的機械研磨（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ）装置等を用いることができる。
【００２５】
布摩擦処理を行うための研磨装置においては、図示するように、回転軸を中心に回転可能に設けられた研磨台１上に、アンモニア添加水素水を含ませる布２が設けられている。また、布２が設けられた研磨台１の上方には、アンモニア添加水素水を布２に滴下するためのノズル３が設けられている。
【００２６】
このような研磨装置を用いて、被処理物５のＣｕを主体とする配線層に対して布摩擦処理を行う。被処理物５においては、基板６上に絶縁膜７が形成されている。絶縁膜７には、Ｃｕを主体とする配線層が埋め込まれている。絶縁膜７の表面には、配線層の表面が露出している。
【００２７】
布摩擦処理時には、アンモニア添加水素水４をノズル３から滴下して布２に供給しつつ、絶縁膜７に埋め込まれた配線層の表面が露出した被処理物５の被処理面を布２に接触させて押圧しながら研磨台１を回転する。これにより、Ｃｕを主体とする配線層の表面に、アンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる。
【００２８】
Ｃｕを主体とする配線層の表面にアンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を用いた本発明による導通不良の発生率の低下は、窒素二流体処理の場合と同様の以下の要因によるものであると考えられる。
【００２９】
まず、第１の要因として、アンモニア添加水素水により、露出したＣｕ層の表面が還元され、又はＣｕ層の表面の酸化が防止されることが考えられる。
【００３０】
また、第２の要因として、アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理に伴い、Ｃｕ層の表面に存在する窒素量が増加することが考えられる。
【００３１】
さらに、第３の要因として、アンモニア添加水素水により、露出したＣｕ層の表面が清浄化されることが考えられる。
【００３２】
本発明においては、これらの要素に加えて、配線層の表面に布を摩擦させるという機械的要素が加わっている。これにより、導通不良の発生の低下への上記第１乃至第３の要因の寄与が強められ、窒素二流体処理と比較して、本発明では、更に効果的に導通不良の発生を低下させることができていると考えられる。
【００３３】
例えば、布摩擦処理においては、図１に示すように、被処理物５の被処理面と布２との摩擦により、両者の接触面に水素ラジカル８が発生すると考えられる。この水素ラジカル８により、露出したＣｕ層の表面を還元し又はＣｕ層の表面の酸化を防止する作用が強められていると考えられる。
【００３４】
図２は、ＣＭＰ法によりＣｕ層を平坦化し、洗浄した後、大気中に１０時間放置した試料について、アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理の前後におけるＣｕ層表面の酸化状態をＸ線光電子分光法（X-Ray Photoelectron Spectroscopy：ＸＰＳ）により測定した結果を示している。図２（ａ）はアンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理前のＸＰＳスペクトル、図２（ｂ）はアンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理後のＸＰＳスペクトルを示している。
【００３５】
布摩擦処理前においては、図２（ａ）に示すように、ＣｕのピークとともにＣｕの酸化物のピークが観察されている。これに対して、布摩擦処理後においては、図２（ｂ）に示すように、Ｃｕの酸化物のピークがほぼ消失している。
【００３６】
図２に示すＸＰＳによる測定結果から、アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理により、Ｃｕ層の表面の酸化物層が還元・除去されていることが分かる。
【００３７】
また、図３は、ダマシンプロセスによりＣｕを主材料とする配線層を形成した後、配線層が埋め込まれた層間絶縁膜上に拡散防止膜としてＳｉＣ膜を形成した半導体装置の表面近傍を二次イオン質量分析法により分析した結果を示すグラフである。図３に示すグラフＡは、配線層を形成した後、アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理、及びアンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理を順次行ってから配線層が埋め込まれた層間絶縁膜上にＳｉＣ膜を形成した場合の結果を示している。グラフＢは、配線層を形成した後、布摩擦処理を行わずに、アンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行ってから配線層が埋め込まれた層間絶縁膜上にＳｉＣ膜を形成した場合の結果を示している。グラフＣは、配線層を形成した後、布摩擦処理及び窒素二流体処理のいずれも行わずに、直ちに、配線層が埋め込まれた層間絶縁膜上にＳｉＣ膜を形成した場合の結果を示している。
【００３８】
図３に示す二次イオン質量分析法による分析結果から、布摩擦処理を行わずに窒素二流体処理を行った場合（グラフＢ）には、未処理の場合（グラフＣ）と比較して、Ｃｕを主材料とする配線層とＳｉＣ膜との界面付近に存在する窒素量が僅かであるが増加していることが分かる。さらに、布摩擦処理を行った場合（グラフＡ）には、布摩擦処理を行わずに窒素二流体処理を行った場合（グラフＢ）及び未処理の場合（グラフＣ）の場合と比較して、配線層とＳｉＣ膜との界面付近に存在する窒素量が更に増加していることが分かる。
【００３９】
この結果は、アンモニア添加水素水を用いた窒素二流体処理、布摩擦処理を行うことにより、窒素が、Ｃｕ層の表面に吸着したり、化合物等の形態で存在したりするようになり、その窒素量が、アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行うことにより増加することを示している。
【００４０】
Ｃｕを主材料とする配線層の表面に窒素が付着すると、次のような機構により、高温環境下にさらされた場合であっても配線層の導通不良の発生率が低く抑えられると考えられる。すなわち、Ｃｕを主材料とする配線層の表面に窒素が吸着した状態でＣｕの拡散を防止する拡散防止膜を形成すると、窒素の存在により、高温環境下にさらされた場合において配線層のＣｕ原子の移動が困難となる。この結果、配線層内におけるボイドの発生が抑制され、配線層の導通不良の発生率が低く抑えられ配線層のストレスマイグレーション耐性が向上されると考えられる。
【００４１】
アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理により高温環境下における配線層のＣｕ原子の移動が抑制されることは、配線層上に形成された拡散防止膜の平均粗さを測定した図４に示す結果から確認されている。
【００４２】
図４は、ダマシンプロセスにより配線層が埋め込まれた層間絶縁膜上に形成されたＳｉＣ膜の表面の平均粗さを測定した結果を示すグラフである。本発明によるアンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理及びアンモニア添加水素水を用いた窒素二流体処理を順次行った場合、布摩擦処理を行わずに、アンモニア添加水素水を用いた窒素二流体処理を行った場合、並びに、布摩擦処理及び窒素二流体処理のいずれも行わない未処理の場合のそれぞれについて、堆積後初期のＳｉＣ膜、及び２００℃の温度で５０４時間放置したＳｉＣ膜の表面の平均粗さを測定した。表面の平均粗さの測定には、原子間力顕微鏡を用いた。また、それぞれの場合について、熱処理後初期のＳｉＣ膜の表面の平均粗さから堆積後初期のＳｉＣ膜の表面の平均粗さを引いた平均粗さの変化量を求めた。
【００４３】
図４に示すグラフから、窒素二流体処理を行った場合が、未処理の場合と比較して、全体的に表面の平均粗さが小さく、また、表面の平均粗さの熱処理による変化量が小さく抑えられていることが分かる。そして、アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行うことにより、全体的に表面の平均粗さが更に小さく、また、表面の平均粗さの熱処理による変化量が更に小さく抑えられていることが分かる。
【００４４】
このように、アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理により、配線層上に形成された拡散防止膜の表面の平均粗さの熱処理による変化量が更に小さく抑えられている。このことから、アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理によって、熱処理による配線層のＣｕ原子の移動が困難となっており、配線層のボイドの発生が抑制されるといえる。
【００４５】
上述したように、本発明によれば、配線溝内にＣｕを主材料とする配線層を埋め込みＣＭＰ法により平坦化した後、Ｃｕの拡散防止膜を形成する前に、配線層の表面に、アンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行うことにより、高温環境下において配線層のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層内でのボイドの発生が抑制される。
【００４６】
したがって、本発明による半導体装置の製造方法によれば、配線層のストレスマイグレーション耐性に優れた高い信頼性を有する半導体装置を提供することができる。
【００４７】
また、前述のように、ハードディスク等の磁気記録装置の磁気ヘッドにおいても、書き込み磁場を発生させるためのコイルを構成する配線層の微細化が進行しており、配線層内におけるボイドの派生を抑制することが課題となっている。
【００４８】
本発明による磁気ヘッドの製造方法によれば、書き込み磁場を発生するためのコイルを構成する配線層内におけるボイドの発生が抑制され、高い信頼性を有する磁気ヘッドを提供することができる。
【００４９】
本発明によるアンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理の処理条件等の詳細は以下の通りである。
【００５０】
布摩擦処理において配線層の表面に布を摩擦させるための装置としては、上述のように、一般的な研磨装置を用いることができ、被処理物に要求される精度等に応じて適宜選択することができる。例えば、ＣＭＰ装置を用いることができる。
【００５１】
布摩擦処理において布に含ませるアンモニア添加水素水に用いる純水としては、半導体装置の製造プロセスに使用可能な純度を有するものであればよい。例えば、比抵抗１７．６ＭΩ・ｃｍ以上、粒径０．５μｍ未満のパーティクル数が数個／ｍＬレベルの純水であればよい。
【００５２】
このような純水に、アンモニア及び水素を溶解させてアンモニア添加水素水を調製する。アンモニア添加水素水のアンモニア濃度は例えば０．１〜５．０ｐｐｍ、水素濃度は例えば０．１〜５．０ｐｐｍに設定する。
【００５３】
また、布摩擦処理においてノズルより滴下して布に供給するアンモニア添加水素水の流量は、所望の値に適宜設定することができるが、例えば、２０〜３００ｍＬ／ｍｉｎ、望ましくは５０〜２００ｍＬ／ｍｉｎに設定すればよい。これは、流量が大きすぎると布摩擦処理による効果が充分に得られない一方で、流量が小さすぎるとパターンの破壊を招く虞があるからである。
【００５４】
また、被処理物の被処理面を布に接触させて押圧しながら研磨台を回転する際に被処理物を研磨台に押圧する圧力は、所望の値に適宜設定することができるが、例えば、０．０１〜０．３５ｋｇ／ｃｍ２、望ましくは０．０４〜０．２１ｋｇ／ｃｍ２に設定すればよい。これは、圧力が小さすぎると布摩擦処理による効果が充分に得られない一方で、圧力が大きすぎるとパターンの破壊を招く虞があるからである。
【００５５】
また、布摩擦処理を行う時間については、アンモニア添加水素水の流量、被処理物に加える圧力等の諸条件に応じて適宜設定することができるが、例えば、２０〜３００秒程度に設定することができる。
【００５６】
なお、本発明による布摩擦処理は、窒素二流体処理と組み合わせて行ってもよいし、窒素二流体処理とは組み合わせずに単独で行ってもよい。すなわち、Ｃｕを主材料とする配線層を形成した後、本発明による布摩擦処理及び窒素二流体処理を順次行ってから、配線層が埋め込まれた層間絶縁膜上に拡散防止膜を形成してもよい。また、本発明による布摩擦処理を行う前に、窒素二流体処理を行ってもよい。また、Ｃｕを主材料とする配線層を形成した後、本発明による布摩擦処理を単独で行い、窒素二流体処理を行わずに、配線層が埋め込まれた層間絶縁膜上に拡散防止膜を形成してもよい。
【００５７】
また、本発明による布摩擦処理と組み合わせて窒素二流体処理を行う場合には、窒素二流体処理において窒素ガスと同時に吹き付ける水としては、純水、純水に炭酸を溶存させた炭酸水、純水に水素を溶解させた水素水、アンモニア添加水素水等を適宜用いることができる。
【００５８】
また、上記では、布摩擦処理において、アンモニア添加水素水を含ませた布を配線層の表面に摩擦する場合について説明したが、純水に水素を溶解させた水素水にはアンモニアを溶解させずに、この水素水を含ませた布を配線層の表面に摩擦させてもよい。この場合においても、配線層の表面を還元し又は配線層の表面の酸化を防止するとともに、配線層の表面を清浄化することができ、導通不良の発生の低下を実現することができる。
【００５９】
また、上記の布摩擦処理の後、拡散防止膜を形成する前に、配線層が埋め込まれた層間絶縁膜の表面に対して水素プラズマを照射する水素プラズマ処理を行ってもよい。層間絶縁膜の表面及び配線層の表面に対して水素プラズマ処理を行うことにより、これら表面が清浄化されるため、高い密着性で拡散防止膜を形成することができる。これにより、配線構造体を有する半導体装置、磁気ヘッドの信頼性を向上することができる。
【００６０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法について図５乃至図１４を用いて説明する。図５乃至図１４は本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００６１】
まず、素子分離膜１２が形成されたシリコン基板１０に、例えば、通常のＭＯＳトランジスタの製造方法と同様にして、ゲート電極１４及びソース／ドレイン拡散層１６を有するＭＯＳトランジスタを形成する（図５（ａ）を参照）。なお、シリコン基板１０上には、ＭＯＳトランジスタのみならず、種々の半導体素子を形成することができる。
【００６２】
次いで、ＭＯＳトランジスタが形成されたシリコン基板１０上に、例えば化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法により、例えば膜厚０．１μｍのシリコン窒化膜１８を形成する。
【００６３】
次いで、シリコン窒化膜１８上に、例えばＣＶＤ法により、例えば膜厚１．５μｍのＰＳＧ（Phosphorous Silicate Glass）膜２０を形成する。ＰＳＧ膜２０の成膜時の基板温度は、例えば６００℃に設定する。
【００６４】
次いで、例えばＣＭＰ法により、ＰＳＧ膜２０の膜厚が例えば２００ｎｍとなるまでＰＳＧ膜２０の表面を研磨し、ＰＳＧ膜２０の表面を平坦化する。
【００６５】
次いで、ＰＳＧ膜２０上に、例えばＣＶＤ法により、例えば膜厚５０ｎｍのＳｉＣ膜２２を形成する（図５（ｂ）を参照）。このＳｉＣ膜２２は、パッシベーション膜として機能するものである。
【００６６】
こうして、シリコン窒化膜１８と、ＰＳＧ膜２０と、ＳｉＣ膜２２とが順次積層されてなる層間絶縁膜２４を形成する。
【００６７】
次いで、フォトリソグラフィー及びドライエッチングにより、ＳｉＣ膜２２、ＰＳＧ膜２０及びシリコン窒化膜１８に、シリコン基板１０に達するコンタクトホール２６を形成する。
【００６８】
次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、例えば膜厚１５ｎｍのＴｉ（チタン）膜と、例えば膜厚１５ｎｍのＴｉＮ（窒化チタン）膜と、例えば３００ｎｍのＷ（タングステン）膜とを順次形成する。
【００６９】
次いで、例えばＣＭＰ法により、層間絶縁膜２４の表面が露出するまで、Ｗ膜、ＴｉＮ膜、及びＴｉ膜を研磨し、層間絶縁膜２４上のＷ膜、ＴｉＮ膜、及びＴｉ膜に除去する。こうして、コンタクトホール２６内に埋め込まれ、Ｔｉ膜、ＴｉＮ膜、及びＷ膜よりなるコンタクトプラグ２８を形成する（図５（ｃ）を参照）。
【００７０】
次いで、コンタクトプラグ２８が埋め込まれた層間絶縁膜２４のＳｉＣ膜２２上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚１５０ｎｍのＳｉＯＣ膜３０を形成する。
【００７１】
次いで、ＳｉＯＣ膜３０上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成する。
【００７２】
こうして、ＳｉＣ膜２２上に、ＳｉＯＣ膜３０と、シリコン酸化膜３２とが順次積層されてなる層間絶縁膜３４を形成する（図５（ｄ）を参照）。
【００７３】
次いで、層間絶縁膜３４に形成される配線溝の形成予定領域を露出するフォトレジスト膜３６を形成する（図６（ａ）を参照）。
【００７４】
次いで、フォトレジスト膜３６をマスクとして及びＳｉＣ膜２２をストッパとして、シリコン酸化膜３２及びＳｉＯＣ膜３０を順次エッチングする。こうして、シリコン酸化膜３２及びＳｉＯＣ膜３０に配線溝３８を形成する。配線溝３８を形成した後、マスクとして用いたフォトレジスト膜３６を除去する（図６（ｂ）を参照）。
【００７５】
次いで、全面に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜よりなるバリアメタル層４０と、例えば膜厚３０ｎｍのＣｕ膜とを連続して堆積する。
【００７６】
次いで、バリアメタル層４０上に形成されたＣｕ膜をシードとして、電解メッキにより更にＣｕ膜を堆積し、例えばトータル膜厚１μｍのＣｕ膜４２を形成する（図６（ｃ）を参照）。
【００７７】
次いで、ＣＭＰ法により、シリコン酸化膜３２が露出するまで、Ｃｕ膜４２及びバリアメタル層４０を研磨し、シリコン酸化膜３２上のＣｕ膜４２及びバリアメタル層４０を除去する。シリコン酸化膜３２上のＣｕ膜４２及びバリアメタル層４０を除去した後、所定の洗浄処理を行う。こうして、配線溝３８内に埋め込まれ、ＴａＮ膜よりなりＣｕの拡散を防止するバリアメタル層４０と配線層の主要部をなすＣｕ膜４２とを有する配線層４４を形成する（図７（ａ）を参照）。
【００７８】
ＣＭＰ法により配線層４４を埋め込んだ後、配線層４４の表面が露出した層間絶縁膜３４の表面を、研磨装置の研磨台１上の布２に押圧しながら研磨台１を回転する。この間、研磨台１上の布２には、アンモニア添加水素水４をノズル３から滴下して供給する（図７（ｂ）を参照）。こうして、配線層４４の表面にアンモニア添加水素水を含ませた布２を摩擦させる布摩擦処理を行う。布摩擦処理を行うための研磨装置としては例えばＣＭＰ装置を用い、アンモニア添加水素水を含ませる布２としてはＣＭＰ用の研磨パッドを用いる。具体的には、例えば、研磨装置としてアプライドマテリアル社製のＣＭＰ装置を用い、アンモニア添加水素水を含ませる布２としてニッタ・ハース社製の研磨パッドであるＩＣ１４００を用いる。布摩擦処理の条件は、例えば、研磨台１の回転数を１００ｒｐｍ、基板を研磨台１に押圧する圧力を０．１８ｋｇ／ｃｍ２、アンモニア添加水素水のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、布２に供給するアンモニア添加水素水の流量を１５０ｍＬ／ｍｉｎ、処理時間を６０秒とする。
【００７９】
こうしてアンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行うことにより、配線層４４の表面が還元され、また配線層４４の表面の酸化が防止される。また、配線層４４の表面が清浄化される。さらに、高温環境下に半導体装置がさらされた場合において配線層４４のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層４４内でのボイドの発生を抑制することができる。この結果、配線層４４における導通不良の発生を抑制することができる。
【００８０】
アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行った後、層間絶縁膜３４の表面及び配線層４４の表面に対して、アンモニア添加水素水と、窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う。窒素二流体処理の条件は、例えば、処理時間を３０秒、アンモニア添加水素水中のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、アンモニア添加水素水の流量を１５０ｍＬ／ｍｉｎ、窒素ガスの流量を５０Ｌ／ｍｉｎとする。なお、アンモニア添加水素水に超音波振動を予め印加し、層間絶縁膜３４の表面及び配線層４４の表面に対して、超音波振動が印加されたアンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付けてもよい。
【００８１】
窒素二流体処理においては、例えば、層間絶縁膜３４の表面及び配線層４４の表面に近接して配置したスプレー装置のノズル４６から、アンモニア添加水素水と窒素ガスとを層間絶縁膜３４の表面及び配線層４４の表面に対して同時に吹き付ける（図８（ａ）を参照）。このとき、ノズル４６の位置を適宜変更し、各位置においてアンモニア添加水素水と窒素ガスとを吹き付ける。或いは、ノズル４６を適宜移動しながらアンモニア添加水素水と窒素ガスとを吹き付ける。これにより、配線溝４４に埋め込まれた配線層４４の表面の全体に均一にアンモニア添加水素水と窒素ガスとを吹き付ける。
【００８２】
こうして窒素二流体処理を行うことにより、配線層４４の表面の酸化が防止される。また、配線層４４の表面が清浄化される。さらに、高温環境下に半導体装置がさらされた場合において配線層４４のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層４４内でのボイドの発生を抑制することができる。この結果、配線層４４における導通不良の発生を抑制することができる。
【００８３】
窒素二流体処理を行った後、層間絶縁膜３４の表面及び配線層４４の表面に対して水素プラズマを照射する。水素プラズマを照射することにより、層間絶縁膜３４の表面及び配線層４４の表面が清浄化され、層間絶縁膜３４及び配線層４４上に拡散防止膜を高い密着性で形成することができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上することができる。
【００８４】
水素プラズマを照射した後、層間絶縁膜３４及び配線層４４上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚５０ｎｍのＳｉＣ膜４８を形成する（図８（ｂ）を参照）。ＳｉＣ膜４８は、配線層材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜として機能する。
【００８５】
次いで、ＳｉＣ膜４８上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚４５０ｎｍのＳｉＯＣ膜５４を形成する。
【００８６】
次いで、ＳｉＯＣ膜５４上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚１００ｎｍのシリコン酸化膜５６を形成する。
【００８７】
次いで、シリコン酸化膜５６上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚５０ｎｍのシリコン窒化膜５８を形成する。このシリコン窒化膜５８は、後述するように、配線溝等を形成するためのエッチングの際のハードマスクとして用いられる。
【００８８】
こうして、配線溝３８に配線層４４が埋め込まれた層間絶縁膜３４上に、ＳｉＣ膜４８と、ＳｉＯＣ膜５４と、シリコン酸化膜５６と、シリコン窒化膜５８とが順次積層されてなる層間絶縁膜６０が形成される（図９（ａ）を参照）。
【００８９】
次いで、フォトリソグラフィーにより、シリコン窒化膜５８上に、シリコン酸化膜５６及びＳｉＯＣ膜５８に形成される配線層の形成予定領域を露出するフォトレジスト膜６２を形成する（図９（ｂ）を参照）。
【００９０】
次いで、フォトレジスト膜６２をマスクとして、シリコン窒化膜５８を異方性エッチングする。シリコン窒化膜５８をエッチングした後、マスクとして用いたフォトレジスト膜６２を除去する（図１０（ａ）を参照）。
【００９１】
次いで、シリコン窒化膜５８及びシリコン窒化膜５８のエッチングにより露出したシリコン酸化膜５６上に、フォトリソグラフィーにより、ビアホールの形成予定領域を露出するフォトレジスト膜６４を形成する（図１０（ｂ）を参照）。
【００９２】
次いで、フォトレジスト膜６４をマスクとして、シリコン酸化膜５６及ＳｉＯＣ膜５４をエッチングする。このエッチングでは、ＳｉＯＣ膜５４の中央部付近においてエッチングが停止するように、エッチング時間を制御する。エッチング終了後、マスクとして用いたフォトレジスト膜６４を除去する（図１１（ａ）を参照）。
【００９３】
次いで、シリコン窒化膜５８をハードマスクとして、シリコン酸化膜５６、ＳｉＯＣ膜５４、及びＳｉＣ膜４８をエッチングする。これにより、シリコン酸化膜５４及びＳｉＣ膜４８に配線層のビア部を埋め込むためのビアホール６６を形成し、ビアホール６６を含む領域のシリコン酸化膜５６及びＳｉＯＣ膜５４に、配線層を埋め込むための配線溝６８を形成する（図１１（ｂ）を参照）。
【００９４】
次いで、全面に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜よりなるバリアメタル層７０と、例えば膜厚３０ｎｍのＣｕ膜とを連続して堆積する。
【００９５】
次いで、バリアメタル層７０上に形成されたＣｕ膜をシードとして、電解メッキにより更にＣｕ膜を堆積し、例えばトータル膜厚１μｍのＣｕ膜７２を形成する（図１２（ａ）を参照）。
【００９６】
次いで、ＣＭＰ法により、シリコン窒化膜５８が露出するまで、Ｃｕ膜７２及びＴａＮ膜よりなるバリアメタル層７０を研磨し、シリコン窒化膜５８上のＣｕ膜７２及びバリアメタル層７０を除去する。シリコン窒化膜５８上のＣｕ膜７２及びバリアメタル層７０を除去した後、所定の洗浄処理を行う。こうして、ビアホール６６内及び配線溝６８内に埋め込まれ、ＴａＮ膜よりなりＣｕの拡散を防止するバリアメタル層７０と配線層の主要部をなすＣｕ膜７２とを有する配線層７４を形成する（図１２（ｂ）を参照）。配線層７４は、ビアホール６６に埋め込まれたビア部により配線層４４に電気的に接続される。
【００９７】
ＣＭＰ法により配線層７４を埋め込んだ後、配線層４４を形成した場合と同様にして、配線層７４の表面にアンモニア添加水素水を含ませた布２を摩擦させる布摩擦処理を行う（図１３を参照）。アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行うことにより、配線層７４についても、配線層７４の表面が還元され、また配線層７４の表面の酸化が防止される。また、配線層７４の表面が清浄化される。さらに、高温環境下に半導体装置がさらされた場合において配線層７４のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層７４内でのボイドの発生を抑制することができる。この結果、配線層７４における導通不良の発生を抑制することができる。
【００９８】
アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行った後、配線層４４を形成した場合と同様にして、層間絶縁膜６０表面及び配線層７４表面に対して、アンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う（図１４（ａ）を参照）。窒素二流体処理を行うことにより、配線層７４についても、配線層７４の表面の酸化が防止される。また、配線層７４の表面が清浄化される。さらに、高温環境下に半導体装置がさらされた場合において配線層７４のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層７４内でのボイドの発生を抑制することができる。この結果、配線層７４における導通不良の発生を抑制することができる。
【００９９】
窒素二流体処理を行った後、配線層４４を形成した場合と同様にして、層間絶縁膜６０の表面及び配線層７４の表面に対して水素プラズマを照射する。水素プラズマを照射することにより、層間絶縁膜６０の表面及び配線層７４の表面が清浄化され、層間絶縁膜６０及び配線層７４上に拡散防止膜を高い密着性で形成することができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上することができる。
【０１００】
水素プラズマを照射した後、層間絶縁膜６０及び配線層７４上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚５０ｎｍのＳｉＣ膜７６を形成する（図１４（ｂ）を参照）。ＳｉＣ膜７６は、配線層材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜として機能する。
【０１０１】
以後、図９（ａ）乃至図１４（ｂ）に示す工程と同様の工程を適宜繰り返すことにより、ＭＯＳトランジスタが形成されたシリコン基板１０上に、複数の配線層を有する多層配線構造を形成する。
【０１０２】
このように、本実施形態によれば、層間絶縁膜の配線溝やビアホール等の開口部に配線層となるＴａＮ膜及びＣｕ膜を埋め込んでＣＭＰ法により平坦化した後、配線材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜として機能するＳｉＣ膜を形成する前に、配線層の表面にアンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行うので、配線層の表面を還元し、また配線層の表面の酸化を防止することができる。また、配線層の表面を清浄化することができる。さらに、高温環境下において配線層のＣｕ原子の移動を抑制し、配線層内でのボイドの発生を抑制することができる。これにより、配線層における導通不良の発生を抑制し、配線層のストレスマイグレーション耐性に優れた高い信頼性を有する半導体装置を提供することができる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、布摩擦処理及び窒素二流体処理を順次行った後、層間絶縁膜の表面及び配線層の表面に対して水素プラズマを照射するので、層間絶縁膜の表面及び配線層の表面が清浄化され、層間絶縁膜及び配線層上に、配線材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜として機能するＳｉＣ膜を高い密着性で形成することができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上することができる。
【０１０４】
（評価結果）
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法の評価結果について説明する。本実施形態による半導体装置の製造方法により製造された多層配線構造を有する半導体装置について、高温放置実験を行い、導通不良の発生率を測定した。
【０１０５】
高温放置実験は、本実施形態による半導体装置の製造方法により、５層の配線層を形成した後、シリコン酸化膜を層間絶縁膜としてアルミニウムよりなる電極パットを形成した半導体装置について行った。高温放置実験を行った実施例１は以下の通りである。
【０１０６】
実施例１は、アンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理と、アンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理とを行った場合である。布摩擦処理においては、研磨装置としてアプライドマテリアル社製のＣＭＰ装置を用い、アンモニア添加水素水を含ませる布としてニッタ・ハース社製の研磨パッドであるＩＣ１４００を用い、研磨台の回転数を１００ｒｐｍ、基板を研磨台に押圧する圧力を０．１８ｋｇ／ｃｍ２、アンモニア添加水素水のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、布に供給するアンモニア添加水素水の流量を１５０ｍＬ／ｍｉｎ、処理時間を６０秒とした。窒素二流体処理においては、アンモニア添加水素水中のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、アンモニア添加水素水の流量を１５０ｍＬ／ｍｉｎ、窒素ガスの流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、処理時間を３０秒とした。
【０１０７】
高温放置実験では、半導体装置を放置する温度を２３５℃に設定し、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、及び５００時間の場合についてそれぞれ導通不良の発生率を測定した。
【０１０８】
以下の比較例１、２についても同様の高温放置実験を行った。
【０１０９】
比較例１は、配線溝内に配線層を埋め込みＣＭＰ法により平坦化した後、布摩擦処理は行わずに、アンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行ってから拡散防止膜を形成した場合である。窒素二流体処理においては、アンモニア添加水素水中のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、アンモニア添加水素水の流量を１５０ｍＬ／ｍｉｎ、窒素ガスの流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、処理時間を３０秒とし、アンモニア添加水素水には１ＭＨｚ、６０Ｗの超音波振動を印加した。
【０１１０】
比較例２は、配線溝内に配線層を埋め込みＣＭＰ法により平坦化した後、布摩擦処理及び窒素二流体処理を行わずに直ちに拡散防止膜を形成した場合である。
【０１１１】
なお、比較例１、２のいずれの場合においても、布摩擦処理を行わない点、又は布摩擦処理及び窒素二流体処理のいずれも行わない点を除いては、実施例１による場合と同様に半導体装置を製造した。
【０１１２】
実施例１、比較例１、及び比較例２についての高温放置実験の結果は以下のようになった。
【０１１３】
実施例１の場合、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、５００時間での導通不良の発生率は、いずれも０％であった。
【０１１４】
比較例１の場合、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、５００時間での導通不良の発生率は、それぞれ１％、３％、７％、１１％であった。
【０１１５】
比較例２の場合、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、５００時間での導通不良の発生率は、それぞれ１０％、３２％、５５％、６８％であった。
【０１１６】
上記の高温放置実験の結果から、本実施形態による半導体装置の製造方法によれば、従来の場合と比較して、高温環境下にさらされた際の導通不良の発生率を大幅に低減することができることが確認された。
【０１１７】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による磁気ヘッドの製造方法について図１５乃至図２０を用いて説明する。図１５は磁気ヘッドの構造を示す斜視図、図１６乃至図２０は本実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す工程断面図である。
【０１１８】
図１５はハードディスク用の誘導型薄膜磁気ヘッドの構造を示しており、図１６乃至図２０は図１５に示す誘導型薄膜磁気ヘッドにおける第１層目及び第２層目のコイルの製造工程を示している。なお、図１６乃至図２０においては、コイル以外の構成要素について適宜図示を省略している。また、以下では、再生ヘッドを省略して誘導型薄膜磁気ヘッドについてのみを説明する。
【０１１９】
まず、図１５に示すように、スライダーの母体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板７８上に、記録読み出し素子層（図示せず）を所定のパターンで製作後、Ａｌ２Ｏ３膜（図示せず）を成膜したのち、ＮｉＦｅ合金からなる所定パターンの下部磁気コア層８０を設ける。
【０１２０】
次いで、下部磁気コア層８０の上にスパッタリング法等によって、Ａｌ２Ｏ３からなるライトギャップ層８２を設ける。なお、この場合、後の工程において、下部磁気コア層８０の上部磁気コア層１２２と接続する接続部８１を露出させておく。
【０１２１】
次いで、ライトギャップ層８２上にレジストを塗布し、所定パターンにパターニングした後、例えば２００℃に加熱して硬化させることにより、例えば厚さ３．５μｍの層間絶縁膜８４を形成する。なお、図１５においては、下部磁気コア層８０と上部磁気コア層１２２とに挟まれた領域以外における層間絶縁膜は図示を省略している。
【０１２２】
次いで、層間絶縁膜８４上にレジスト８６を塗布し（図１６（ａ）を参照）、第１層目の平面スパイラル状のコイルパターンを有する配線溝８８を形成した後、例えば２００℃に加熱して硬化させる。こうして、第１層目のコイルパターンを有する配線溝８８が形成された例えば膜厚３μｍの層間絶縁膜９０を形成する（図１６（ｂ）を参照）。
【０１２３】
次いで、全面に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜よりなるバリアメタル層９２と、例えば膜厚３０ｎｍのＣｕ膜とを連続して堆積する。
【０１２４】
次いで、バリアメタル層９２上に形成されたＣｕ膜をシードとして、電解メッキにより更にＣｕ膜を堆積し、例えばトータル膜厚３μｍのＣｕ膜９４を形成する。
【０１２５】
次いで、ＣＭＰ法により、層間絶縁膜９０が露出するまで、Ｃｕ膜９４及びバリアメタル層９２を研磨し、層間絶縁膜９０上のＣｕ膜９４及びバリアメタル層９２を除去する。層間絶縁膜９０上のＣｕ膜９４及びバリアメタル層９２を除去した後、所定の洗浄処理を行う。こうして、配線溝８８内に埋め込まれ、ＴａＮ膜よりなりＣｕの拡散を防止するバリアメタル層９２と配線層の主要部をなすＣｕ膜９４とを有する配線層９６を形成する（図１６（ｃ）を参照）。配線層９６は、第１層目の平面スパイラル状のコイルを構成する。
【０１２６】
ＣＭＰ法により配線層９６を埋め込んだ後、配線層９６の表面が露出した層間絶縁膜９０の表面を、研磨装置の研磨台１上の布２に押圧しながら研磨台１を回転する。この間、研磨台１上の布２には、アンモニア添加水素水４をノズル３から滴下して供給する（図１７（ａ）を参照）。こうして、配線層９６の表面にアンモニア添加水素水を含ませた布２を摩擦させる布摩擦処理を行う。布摩擦処理を行うための研磨装置としては例えばＣＭＰ装置を用い、アンモニア添加水素水を含ませる布２としてはＣＭＰ用の研磨パッドを用いる。具体的には、例えば、研磨装置としてアプライドマテリアル社製のＣＭＰ装置を用い、アンモニア添加水素水を含ませる布２としてニッタ・ハース社製の研磨パッドであるＩＣ１４００を用いる。布摩擦処理の条件は、例えば、研磨台１の回転数を７０ｒｐｍ、基板を研磨台１に押圧する圧力を０．１８ｋｇ／ｃｍ２、アンモニア添加水素水のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、布２に供給するアンモニア添加水素水の流量を２００ｍＬ／ｍｉｎ、処理時間を６０秒とする。
【０１２７】
こうしてアンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行うことにより、配線層９６の表面が還元され、また配線層９６の表面の酸化が防止される。また、配線層９６の表面が清浄化される。さらに、高温環境下に半導体装置がさらされた場合において配線層９６のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層９６内でのボイドの発生を抑制することができる。この結果、配線層９６における導通不良の発生を抑制することができる。
【０１２８】
アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行った後、層間絶縁膜９０の表面及び配線層９６の表面に対して、アンモニア及び水素を純水に溶解させて調製したアンモニア添加水素水と、窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う（図１７（ｂ）を参照）。窒素二流体処理の条件は、例えば、処理時間を３０秒、アンモニア添加水素水中のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、アンモニア添加水素水の流量を１５０ｍＬ／ｍｉｎ、窒素ガスの流量を５０Ｌ／ｍｉｎとする。なお、アンモニア添加水素水に超音波振動を予め印加し、層間絶縁膜９０の表面及び配線層９６の表面に対して、超音波振動が印加されたアンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付けてもよい。
【０１２９】
こうして窒素二流体処理を行うことにより、配線層９６の表面が還元され、また配線層９６の表面の酸化が防止される。また、配線層９６の表面が清浄化される。さらに、高温環境下に半導体装置がさらされた場合において配線層９６のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層９６内でのボイドの発生を抑制することができる。この結果、配線層９６における導通不良の発生を抑制することができる。
【０１３０】
窒素二流体処理を行った後、層間絶縁膜９０の表面及び配線層９６の表面に対して水素プラズマを照射する。水素プラズマを照射することにより、層間絶縁膜９０の表面及び配線層９６の表面が清浄化され、層間絶縁膜９０及び配線層９６上に拡散防止膜を高い密着性で形成することができる。これにより、磁気ヘッドの信頼性を向上することができる。
【０１３１】
水素プラズマを照射した後、層間絶縁膜９０及び配線層９６上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚５０ｎｍのＳｉＣ膜９８を形成する。ＳｉＣ膜９８は、配線層材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜として機能する。
【０１３２】
次いで、ＳｉＣ膜９８上にレジストを塗布し、所定パターンにパターニングした後、例えば２００℃に加熱して硬化させることにより、例えば膜厚３．５μｍの絶縁膜１００を形成する。
【０１３３】
こうして、ＳｉＣ膜９８と絶縁膜１００とが順次積層されてなる層間絶縁膜１０２を形成する。
【０１３４】
次いで、層間絶縁膜１０２上にレジスト１０４を塗布し（図１８（ａ）を参照）、第２層目の平面スパイラル状のコイルパターンを有する配線溝１０６を形成した後、例えば２００℃に加熱して硬化させる。こうして、第２層目のコイルパターンを有する配線溝１０６が形成された例えば膜厚３μｍの層間絶縁膜１０８を形成する（図１８（ｂ）を参照）。
【０１３５】
次いで、全面に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜よりなるバリアメタル層１１０と、例えば膜厚３０ｎｍのＣｕ膜とを連続して堆積する。
【０１３６】
次いで、バリアメタル層１１０上に形成されたＣｕ膜をシードとして、電解メッキにより更にＣｕ膜を堆積し、例えばトータル膜厚３μｍのＣｕ膜１１２を形成する。
【０１３７】
次いで、ＣＭＰ法により、層間絶縁膜１０８が露出するまで、Ｃｕ膜１１２及びバリアメタル層１１０を研磨し、層間絶縁膜１０８上のＣｕ膜１１２及びバリアメタル層１１０を除去する。層間絶縁膜１０８上のＣｕ膜１１２及びバリアメタル層１１０を除去した後、所定の洗浄処理を行う。こうして、配線溝１０６内に埋め込まれ、ＴａＮ膜よりなりＣｕの拡散を防止するバリアメタル層１１０と配線層の主要部をなすＣｕ膜１１２とを有する配線層１１４を形成する（図１９（ａ）を参照）。配線層１１４は、第２層目の平面スパイラル状のコイルを構成する。
【０１３８】
ＣＭＰ法により配線層１１４を埋め込んだ後、配線層９６を形成した場合と同様にして、配線層１１４の表面にアンモニア添加水素水を含ませた布２を摩擦させる布摩擦処理を行う（図１９（ｂ）を参照）。アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行うことにより、配線層１１４についても、配線層１１４の表面が還元され、また配線層１１４の表面の酸化が防止される。また、配線層１１４の表面が清浄化される。さらに、高温環境下に半導体装置がさらされた場合において配線層１１４のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層１１４内でのボイドの発生を抑制することができる。この結果、配線層１１４における導通不良の発生を抑制することができる。
【０１３９】
アンモニア添加水素水を用いた布摩擦処理を行った後、配線層９６を形成した場合と同様にして、層間絶縁膜１０８の表面及び配線層１１４の表面に対して、アンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う（図２０（ａ）を参照）。窒素二流体処理を行うことにより、配線層１１４についても、配線層１１４の表面が還元され、また配線層１１４の表面の酸化が防止される。また、配線層１１４の表面が清浄化される。さらに、高温環境下に磁気ヘッドがさらされた場合において配線層１１４のＣｕ原子の移動が抑制され、配線層１１４内でのボイドの発生を抑制することができる。この結果、配線層１１４における導通不良の発生を抑制することができる。
【０１４０】
窒素二流体処理を行った後、配線層９６を形成した場合と同様にして、層間絶縁膜１０８の表面及び配線層１１４の表面に対して水素プラズマを照射する。水素プラズマを照射することにより、層間絶縁膜１０８の表面及び配線層１１４の表面が清浄化され、層間絶縁膜１０８及び配線層１１４上に拡散防止膜を高い密着性で形成することができる。これにより、磁気ヘッドの信頼性を向上することができる。
【０１４１】
水素プラズマを照射した後、層間絶縁膜１０８及び配線層１１４上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚５０ｎｍのＳｉＣ膜１１６を形成する。ＳｉＣ膜１１６は、配線層材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜として機能する。
【０１４２】
次いで、ＳｉＣ膜１１６上にレジストを塗布し、所定パターンにパターニングした後、例えば２００℃に加熱して硬化させることにより、例えば膜厚３．５μｍの絶縁膜１１８を形成する。
【０１４３】
こうして、ＳｉＣ膜１１６と絶縁膜１１８とが順次積層されてなる層間絶縁膜１２０を形成する（図２０（ｂ）を参照）。
【０１４４】
次いで、スパッタリング法によってＮｉＦｅメッキシード層（図示せず）を設けたのち、メッキフレームとなるフォトレジストマスク（図示せず）を利用して、選択的にＮｉＦｅを電解メッキすることによって図１５に示す上部磁気コア層１２２を形成し、次いで、フォトレジストマスクを除去したのち、イオンミーリングを施すことによって露出するＮｉＦｅメッキシード層を除去する。
【０１４５】
次いで、全面にＡｌ２Ｏ３膜を設けて保護膜（図示せず）としたのち、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板７８を切断し、磁気コア先端部１２４の長さ、即ち、ギャップ深さを調整するために研削、研磨等のスライダー加工を行うことにより、図１５に示す磁気ヘッドが完成する。図１５においては、コア長をＬで示している。
【０１４６】
このように、本実施形態によれば、層間絶縁膜の配線溝に配線層となるＴａＮ膜及びＣｕ膜を埋め込んでＣＭＰ法により平坦化した後、配線材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜として機能するＳｉＣ膜を形成する前に、配線層の表面にアンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行うので、配線層の表面を還元し、また配線層の表面の酸化を防止することができる。また、配線層の表面を清浄化することができる。さらに、高温環境下において配線層のＣｕ原子の移動を抑制し、配線層内でのボイドの発生を抑制することができる。これにより、配線層における導通不良の発生を抑制し、配線層のストレスマイグレーション耐性に優れた高い信頼性を有する磁気ヘッドを提供することができる。
【０１４７】
また、本実施形態によれば、布摩擦処理及び窒素二流体処理を順次行った後、層間絶縁膜の表面及び配線層の表面に対して水素プラズマを照射するので、層間絶縁膜の表面及び配線層の表面が清浄化され、層間絶縁膜及び配線層上に、配線材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜として機能するＳｉＣ膜を高い密着性で形成することができる。これにより、磁気ヘッドの信頼性を向上することができる。
【０１４８】
（評価結果）
次に、本実施形態による磁気ヘッドの製造方法の評価結果について説明する。本実施形態による磁気ヘッドの製造方法により製造された多層配線構造を有する磁気ヘッドについて、高温放置実験を行い、導通不良の発生率を測定した。
【０１４９】
高温放置実験を行った実施例２、３は以下の通りである。
【０１５０】
実施例２は、アンモニア添加水素水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理と、アンモニア添加水素水と窒素ガスとを同時に吹き付ける窒素二流体処理とを行った場合である。布摩擦処理においては、研磨装置としてアプライドマテリアル社製のＣＭＰ装置を用い、アンモニア添加水素水を含ませる布としてニッタ・ハース社製の研磨パッドであるＩＣ１４００を用い、研磨台の回転数を７０ｒｐｍ、基板を研磨台に押圧する圧力を０．１８ｋｇ／ｃｍ２、アンモニア添加水素水のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、布に供給するアンモニア添加水素水の流量を２００ｍＬ／ｍｉｎ、処理時間を６０秒とした。窒素二流体処理においては、アンモニア添加水素水中のアンモニア濃度を１ｐｐｍ、アンモニア添加水素水の流量を１５０ｍＬ／ｍｉｎ、窒素ガスの流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、処理時間を３０秒とした。
【０１５１】
実施例３は、実施例２におけるレジストよりなる絶縁膜８４、９０、１００、１０８、１１８に代えて、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたＰＥＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を形成したものである。布摩擦処理及び窒素二流体処理は、実施例２による場合と同様に行った。
【０１５２】
また、以下の比較例３、４についても同様の高温放置実験を行った。
【０１５３】
比較例３では、布摩擦処理及び窒素二流体処理を行わなかった点を除いては、実施例２による場合と同様に磁気ヘッドを形成した。
【０１５４】
比較例４では、布摩擦処理及び窒素二流体処理を行わなかった点を除いては、実施例３による場合と同様に磁気ヘッドを形成した。
【０１５５】
高温放置実験では、磁気ヘッドを放置する温度を、実施例２及び比較例３ではそれぞれ１４０℃に設定し、実施例３及び比較例４ではそれぞれ２４０℃に設定し、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、及び５００時間の場合についてそれぞれ導通不良の発生率を測定した。
【０１５６】
実施例２、実施例３、比較例３、及び比較例４についての高温放置実験の結果は以下のようになった。
【０１５７】
実施例２の場合、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、５００時間での導通不良の発生率は、それぞれ０％、０％、３％、５％であった。
【０１５８】
実施例３の場合、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、５００時間での導通不良の発生率は、いずれも０％であった。
【０１５９】
比較例３の場合、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、５００時間での導通不良の発生率は、それぞれ１９％、３１％、５４％、８６％であった。
【０１６０】
比較例４の場合、放置時間７０時間、１７０時間、３４０時間、５００時間での導通不良の発生率は、それぞれ１０％、２８％、５３％、７１％であった。
【０１６１】
上記の高温放置実験の結果から、本実施形態による磁気ヘッドの製造方法によれば、従来の場合と比較して、高温環境下にさらされた際の導通不良の発生率を大幅に低減することができることが確認された。また、実施例２の結果と実施例３の結果とを比較すると、層間絶縁膜を構成する絶縁膜としてレジスト膜を用いた場合よりもシリコン酸化膜を用いた場合の方が、導通不良の発生率がより低減されていることが分かる。
【０１６２】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【０１６３】
例えば、上記実施形態では、布摩擦処理を、窒素二流体処理と組み合わせて行う場合について説明したが、布摩擦処理は、窒素流体処理とは組み合わせずに単独で行ってもよい。すなわち、配線層を形成した後、布摩擦処理を単独で行い、窒素二流体処理を行わずに、配線層が埋め込まれた層間絶縁膜上に拡散防止膜を形成してもよい。
【０１６４】
また、上記実施形態では、布摩擦処理を行った後に、窒素二流体処理を行う場合について説明したが、布摩擦処理を行う前に、窒素二流体処理を行ってもよい。
【０１６５】
また、上記実施形態では、窒素二流体処理において、窒素ガスと同時に吹き付ける水としてアンモニア添加水素水を用いる場合について説明したが、窒素二流体処理において窒素ガスと同時に吹き付ける水としては、純水、純水に炭酸を溶存させた炭酸水、純水に水素を溶解させた水素水、アンモニア添加水素水等を適宜用いることができる。
【０１６６】
また、上記実施形態では、布摩擦処理において、アンモニア添加水素水を含ませた布を配線層の表面に摩擦する場合について説明したが、アンモニアを溶解させていない水素水を含ませた布を配線層の表面に摩擦させてもよい。
【０１６７】
また、上記実施形態では、層間絶縁膜に、ＳｉＯＣ膜、シリコン酸化膜、レジスト膜等を用いる場合について説明したが、層間絶縁膜はこれらに限定されるものではなく、種々の絶縁膜を用いることができる。層間絶縁膜として、Ｓｉ（シリコン）及びＯ（酸素）を含む無機系絶縁材料よりなる絶縁膜や、Ｃ（炭素）及びＨ（水素）を含む炭化水素等の有機系絶縁材料よりなる絶縁膜を広く用いることができる。
【０１６８】
また、上記実施形態では、配線材料であるＣｕの拡散を防止する拡散防止膜としてＳｉＣ膜を形成する場合について説明したが、Ｃｕの拡散防止膜として形成する膜は、ＳｉＣ膜に限定されるものではない。Ｃｕの拡散防止膜として、ＳｉＣ膜のほか、例えば、シリコン窒化膜、ポリイミド膜、ジルコニウムナイトライド膜等を形成してもよい。
【０１６９】
また、上記第１実施形態では、配線層７４を形成するにあたっては、デュアルダマシンプロセスによりビアホール６６内及び配線溝６８内にＴａＮ膜７０及びＣｕ膜７２を同時に埋め込む場合について説明したが、シングルダマシンプロセスによりビアホール及び配線溝を別々に形成し、これらにＴａＮ膜及びＣｕ膜を別々に埋め込んでもよい。
【０１７０】
また、上記実施形態では、半導体装置、磁気ヘッドを製造する場合について説明したが、本発明は、Ｃｕを主材料とする配線層を有する配線構造体の製造方法に広く適用することができる。
【０１７１】
以上詳述したように、本発明の特徴をまとめると以下のようになる。
【０１７２】
（付記１）
絶縁膜に、開口部を形成する工程と、
前記開口部内に、Ｃｕを主材料とする配線層を形成する工程と、
前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７３】
（付記２）
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記絶縁膜及び前記配線層上に、Ｃｕの拡散を防止する拡散防止膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７４】
（付記３）
付記２記載の半導体装置の製造方法において、
前記拡散防止膜は、ＳｉＣ膜又はシリコン窒化膜である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７５】
（付記４）
付記１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線層を形成する工程の後、前記布摩擦処理を行う工程の前、又は前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に対して、窒素ガスと水とを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う工程を更に有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７６】
（付記５）
付記４記載の半導体装置の製造方法において、
前記窒素二流体処理を行う工程において前記窒素ガスと同時に吹き付ける前記水は、アンモニア及び水素を溶解させた純水である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７７】
（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記絶縁膜の表面及び前記配線層の表面に対して水素プラズマを照射する工程を更に有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７８】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線層を形成する工程では、前記開口部が形成された前記絶縁膜上に導電体膜を形成し、前記導電体膜を研磨することにより、前記絶縁膜を露出するとともに前記開口部内に前記導電体膜を埋め込み、前記導電体膜よりなる前記配線層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７９】
（付記８）
付記７記載の半導体装置の製造方法において、
前記開口部を形成する工程では、ビアホールと、前記ビアホールを含む領域に形成された配線溝とを有する前記開口部を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１８０】
（付記９）
絶縁膜に、コイルパターンを有する開口部を形成する工程と、
前記開口部内に、Ｃｕを主材料とし、コイルを構成する配線層を形成する工程と、
前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に、アンモニア及び水素を溶解させた純水を含ませた布を摩擦させる布摩擦処理を行う工程と
を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【０１８１】
（付記１０）
付記９記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記絶縁膜及び前記配線層上に、Ｃｕの拡散を防止する拡散防止膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【０１８２】
（付記１１）
付記１０記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記拡散防止膜は、ＳｉＣ膜又はシリコン窒化膜である
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【０１８３】
（付記１２）
付記９乃至１１のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記配線層を形成する工程の後、前記布摩擦処理を行う工程の前、又は前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記開口部内に埋め込まれた前記配線層の表面に対して、窒素ガスと水とを同時に吹き付ける窒素二流体処理を行う工程を更に有する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【０１８４】
（付記１３）
付記１２記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記窒素二流体処理を行う工程において前記窒素ガスと同時に吹き付ける前記水は、アンモニア及び水素を溶解させた純水である
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【０１８５】
（付記１４）
付記９乃至１３のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記布摩擦処理を行う工程の後に、前記絶縁膜の表面及び前記配線層の表面に対して水素プラズマを照射する工程を更に有する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【０１８６】
（付記１５）
付記９乃至１４のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記配線層を形成する工程では、前記開口部が形成された前記絶縁膜上に導電体膜を形成し、前記導電体膜を研磨することにより、前記絶縁膜を露出するとともに前記開口部内に前記導電体膜を埋め込み、前記導電体膜よりなる前記配線層を形成する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【０１８７】
（付記１６）
付記９乃至１５のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記絶縁膜は、Ｓｉ及びＯを含む無機系絶縁材料、又はＣ及びＨを含む有機系絶縁材料よりなる
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】本発明による布摩擦処理を説明する概略断面図である。
【図２】本発明による布摩擦処理を適用した場合における配線層のＣｕ表面の酸化状態の変化を示すＸＰＳスペクトルである。
【図３】配線層上に拡散防止膜を形成した後の表面を二次イオン質量分析法によって分析した結果を示すグラフである。
【図４】配線層上に形成された拡散防止膜の表面粗さを測定した結果を示すグラフ（その１）である。
【図５】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図６】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図７】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図８】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その４）である。
【図９】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その５）である。
【図１０】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その６）である。
【図１１】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その７）である。
【図１２】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その８）である。
【図１３】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その９）である。
【図１４】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１０）である。
【図１５】磁気ヘッドの構造を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図１７】本発明の第２実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１８】本発明の第２実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図１９】本発明の第２実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す工程断面図（その４）である。
【図２０】本発明の第２実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す工程断面図（その５）である。
【符号の説明】
【０１８９】
１…研磨台
２…布
３…ノズル
４…アンモニア添加水素水
５…被処理物
６…基板
７…絶縁膜
８…水素ラジカル
１０…シリコン基板
１２…素子分離膜
１４…ゲート電極
１６…ソース／ドレイン拡散層
１８…シリコン窒化膜
２０…ＰＳＧ膜
２２…ＳｉＣ膜
２４…層間絶縁膜
２６…コンタクトホール
２８…コンタクトプラグ
３０…ＳｉＯＣ膜
３２…シリコン酸化膜
３４…層間絶縁膜
３６…フォトレジスト膜
３８…配線溝
４０…バリアメタル層
４２…Ｃｕ膜
４４…配線層
４６…ノズル
４８…ＳｉＣ膜
５４…ＳｉＯＣ膜
５６…シリコン酸化膜
５８…シリコン窒化膜
６０…層間絶縁膜
６２…フォトレジスト膜
６４…フォトレジスト膜
６６…ビアホール
６８…配線溝
７０…バリアメタル層
７２…Ｃｕ膜
７４…配線層
７６…ＳｉＣ膜
７８…Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板
８０…下部磁気コア層
８１…接続部
８２…ライトギャップ層
８４…層間絶縁膜
８６…レジスト
８８…配線溝
９０…層間絶縁膜
９２…バリアメタル層
９４…Ｃｕ膜
９６…配線層
９８…ＳｉＣ膜
１００…絶縁膜
１０２…層間絶縁膜
１０４…レジスト
１０６…配線溝
１０８…層間絶縁膜
１１０…バリアメタル層
１１２…Ｃｕ膜
１１４…配線層
１１６…ＳｉＣ膜
１１８…絶縁膜
１２０…層間絶縁膜
１２２…上部磁気コア層
１２４…磁気コア先端部
【図１】
2007258195.tif 000003
【図２】
2007258195.tif 000004
【図３】
2007258195.tif 000005
【図４】
2007258195.tif 000006
【図５】
2007258195.tif 000007
【図６】
2007258195.tif 000008
【図７】
2007258195.tif 000009
【図８】
2007258195.tif 000010
【図９】
2007258195.tif 000011
【図１０】
2007258195.tif 000012
【図１１】
2007258195.tif 000013
【図１２】
2007258195.tif 000014
【図１３】
2007258195.tif 000015
【図１４】
2007258195.tif 000016
【図１５】
2007258195.tif 000017
【図１６】
2007258195.tif 000018
【図１７】
2007258195.tif 000019
【図１８】
2007258195.tif 000020
【図１９】
2007258195.tif 000021
【図２０】
2007258195.tif 000022